水泥-粉煤灰稳定分散土的早期微观结构特征及其改良机制

《Scientific Reports》：Early-age microstructural characteristics and improvement mechanisms of cement–fly ash stabilized dispersive soil

　　

摘要

分散性土壤极易受到侵蚀和渗漏破坏，对水利和岩土结构构成重大风险。本研究评价了以粉煤灰为主的水硬性稳定系统改善分散性土壤的效果。在经过72小时养护后，对不同水泥和粉煤灰含量处理过的土壤进行了分散性、渗透性、扫描电子显微镜（SEM）、能量分散谱（EDS）和X射线衍射（XRD）测试。C1F4是实现非分散性分类所需的最低用量。结果表明，水泥和粉煤灰的联合使用能有效抑制土壤的分散性。与未经处理的土壤相比，其渗透系数降低了20.4%至83.4%，表明抗渗性能显著提高。微观结构分析显示孔径显著缩小，平均孔径从2.09微米（μm）减小到0.50微米（μm），降低了约76%。EDS和XRD的结果表明，水化反应产生了富含钙的非晶态水硬性物质，这些物质填充了孔隙并增强了颗粒间的结合。这些发现表明，以粉煤灰为主的水硬性稳定系统是一种有效且可持续的方法，可降低土壤分散性、提高抗渗透性，并增强分散性土壤的微观结构稳定性。